DE2345187A1

DE2345187A1 - Induktivitaetsarmer lichtbogen-entladungsschalter

Info

Publication number: DE2345187A1
Application number: DE19732345187
Authority: DE
Inventors: Peter Mcconnel Barnes; Trevor Evans James
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1974-03-28
Also published as: GB1405486A; FR2200604A1; FR2200604B1; CH570054A5

Description

PATENTANWÄLTE D 59 Siegen

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT Marburg« Tor2 - Postfach462

DIPL-ING. ROLF PÜRCKHAUER ^TeIefon: J^_p ^ _h *

Telegramm-Anschrift: Patscbub. Siegen

73 040 Kü/G -5. SEP. 1973

United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street,

London S.W.1)4J^P

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der "britschen Patentanmeldung Nr. 44090/72 vom 22. September 1972 beansprucht.

Induktivitätsarmer Lichtbogen— Entladungsschalter

Die Erfindung bezieht sich auf induktivitätsarme Lichtbogen-Entladungsschalter.

Lichtbogen-Entladungsschalter machen Gebrauch vom elektrischen Zusammenbruch eines Gases zwischen zwei Elektroden, um elektrische Stromkreise zu schließen. Grundsätzlich bestehen solche Schalter aus einem Paar von Hauptelektroden, die in einer Kammer eingeschlossen sind, welche ein Gas unter einem Druck enthält, der der Spannung angepaßt ist, bei welcher der Schalter arbeiten soll.

Um so weit wie möglich eine Beschädigung oder Verseuchung bzw. Verunreinigung des Isoliermaterials, welches zum Isolieren der Elektroden gegeneinander verwendet wird, auf ein Mindestmaß herabzusetzen, ist es üblich, den Isolator zwischen den

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Elektroden so weit wie möglich vom Lichtbogen entfernt anzuordnen, der während des Betriebs des Schalters entsteht. Ist es jedoch erwünscht, einen Schalter herzustellen, der die praktisch niedrigste Induktivität besitzt, so ist es unvermeidlich, daß der Isolator zwischen den Elektroden dicht an der Lichtbogensäule, wenn diese aufgebaut wird, liegt, und der Isolator ist daher der Kontamination und Erosion durch Produkte der Lichtbogenentladung ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten induktivitätsarmen Lichtbogen-Entladungsschalter zu schaffen.

Erfindungsgemäß sind bei einem induktivitätsarmen Lichtbogen-Entladungsschalter mit einer Hülle, ersten und zweiten Hauptelektroden, die innerhalb der Hülle angeordnet sind, um einen Funkenspalt zu bilden, ferner mit einem zwischen den Elektroden angeordneten Isolator öffnungen in den Hauptelektroden an solchen Stellen eingeformt, daß auf die Betätigung des Schalters hin eine im wesentlichen gleichförmige Strömung eines Spülgases durch den Funkenspalt hindurch und über die Oberfläche des Isolators gerichtet werden kann, um Produkte zu beseitigen, die durch die Betätigung des Schalters entstehen.

Vorzugsweise sind die Elektroden so geformt, daß der Raum zwischen den Elektroden einen sich sanft ändernden Querschnitt dem strömenden Gas bietet.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Ausführungsform der Erfindung, während

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.

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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht ein induktivitätsarmer Lichtbogen-Entladungsschalter aus zwei ringförmigen Hauptelektroden 1 und 2, von denen nur ein Teil dargestellt ist und die elektrisch und mechanisch durch einen mittleren Isolator 3 voneinander getrennt sind, und zwar so, daß ein Funkenspalt 4 und ein Raum 4a zwischen den Elektroden gebildet wird. Zwei isolierende Deckel 5 und 6 schließen die Elektroden 1 und 2 ein, und die Bauteilgruppe wird mittels einer Schraube 7 zusammengehalten. Die Klemmschraube 7 weist eine zentrale Bohrung 8 auf, die mit einer Anzahl von radial angeordneten Löchern 9 in Verbindung steht, öffnungen 10 sind in die Hauptelektroden 1 und 2 eingebohrt, und Austrittsöffnungen 11 sind in den Enddeckeln 5 und 6 vorgesehen. Die Bohrung 8, die Bohrungen 9 und die Öffnungen 10 und 11 ermöglichen eine Gasströmung, die durch den Funkenspalt 4, den Raum 4a zwischen den Elektroden, über die Oberfläche des Isolators 3 und aus den Austrittsöffnungen 11, wie in der Figur dargestellt, gerichtet werden kann. Der Zweck dieser Gasströmung "besteht darin, Erosionsprodukte zu beseitigen, die sich aus dem Lichtbogen ergeben, der während der Betätigung des Schalters aufgebaut wird, um diese soxait daran zu hindern, auf der Oberfläche des Isolators 3 niedergeschlagen zu werden. Die Klemmschraube 7 trägt eine Hilfselektrode 12, die in den Funkenspalt

4 hineinragt und. den Zusammenbruch des Gases im Funkenspalt 4 unterstützt,'um auf diese Weise die Betätigung des Schalters zu verbessern. Die Hilfselektrode 12 besteht aus einer Metallscheibe, deren Dicke im Vergleich zur Weite des Funkenspaltes 4 gering ist. Der Klarheit wegen ist die Dicke der Hilfselektrode 12 in den Figuren der Zeichnung übertrieben dargestellt.

Bei der Aus führungs form nach Fig. 2, in welcher Teile, die jenen bei der Ausführungsform der Fig. 1 entsprechen, die gleiche Bezugszeichen tragen, ist die Anordnung der Elektroden die gleiche wie bei dem vorher beschriebenen Ausführführungabeispiel, doch hat die Klemmschraube keine Löcher, wobei das Spülgas in den Schalter über öffnungen 21 im Enddeckel 5 eingeführt und über die

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Ausstoßöffnungen 11 im Enddeckel 6, wie vorher, herausgeleitet wird. Der Strömungsweg für das Spülgas ist durch Pfeile angedeutet.

Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die öffnungen 10 so angeordnet, daß das Spülgas über die gesamte Oberfläche des
zentralen Isolators 3 gerichtet wird. Um ein wirkungsvolles
Spülen des Raumes 4a zwischen den Elektroden sicherzustellen,
sollte das Volumen der durch die Enddeckel 5 und 6 eingeschlossenen Eäume beträchtlich größer sein als dasjenige des Raumes 4a
zwischen den Elektroden, und im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 sollte der Abstand zwischen den Löchern 9 in der
Schraube 7 und den Öffnungen 10 in den Hauptelektroden 1 und 2 für eine gleichförmige Gasströmung durch die öffnungen 10 hindurch groß genug sein. Es ist außerdem wünschenswert, wenn der Raum 4a zwischen den Elektroden eine solche Form hat, daß sich der Querschnitt für die Gasströmung sanft und allmählich ändert, um lokalisierte Bereiche zu vermeiden, wo Erosionsprodukte eingefangen werden könnten.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird dies dadurch erzielt, daß den Hauptelektroden 1 und 2 ein lappiger Querschnitt gegeben wird.

Pat ent ansprüche

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Claims

75 040 Kü/G - 5, SEP. 1973 Pat ent ansprüche

1. '■ Induktivitätsarmer Lichtbogen-Entladungsschalter mit einer Hülle, ersten und zweiten Hauptelektroden,--.die innerhalb der Hülle angeordnet sind, um einen Funkenspalt zu bilden, sowie mit einem Isolator, der zwischen den Elektroden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß öffnungen (10) in die Hauptelektroden (1,2) an solchen Stellen eingeformt sind, daß auf die Betätigung des Schalters hin eine im wesentlichen gleichförmige Strömung eines Spülgases durch den Funkenspalt (4) hindurch sowie über die Oberfläche des Isolators (3) zu richten ist, um bei der Betätigung des Schalters entstehende Produkte zu beseitigen.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1,2) eine solche Form aufweisen, daß der Raum (4-a) zwischen den Elektroden (1,2) dem strömenden Gas einen sich allmählich und sanft ändernden Querschnitt bietet.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfselektrode (12) innerhalb der Hauptelektroden (1,2) angeordnet ist, wobei die Dicke der Hilfselektrode (12) im Vergleich zum Spalt (4-a) zwischen den Haupt elektroden (1,2) gering ist.

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